This work focuses on the implementation and complete development of a one-dimensional model of a four-cylinder Diesel engine, four-stroke, turbocharged and provided with exhaust gas recirculation system, installed on light commercial vehicles. This model is used to realize thermo-fluid dynamic simulations, through the code Gasdyn - a software developed at Politecnico di Milano from Internal Combustion Engines Group. The comparative analysis between experimental and calculated data relating to the main performance parameters of an internal combustion engine leads to the validation of the model done. For this stage, we have considered only of the trends of engine parameters along the full load curve. Subsequently, to extend the analysis to the entire engine map, it develops a utility capable of generating the descriptive curves of burned mass fraction in function of crank angle, starting from a parametrization of experimental known curves. Accordingly, the focus moves on the combustion process: these curves are, in fact, needed to describe the development of the process itself in the different operating points in which the engine may be operating. These curves are then validated, always with the aid of Gasdyn software, through the simulation of the points to which they are associated.

Il presente lavoro si focalizza sulla realizzazione e sullo sviluppo completo di un modello monodimensionale di un motore Diesel quattro cilindri, quattro tempi, sovralimentato e provvisto di sistema di ricircolo dei gas di scarico, installato su veicoli commerciali leggeri. Tale modello è utilizzato per realizzare simulazioni termo-fluidodinamiche, mediante il codice Gasdyn - software sviluppato internamente al Politecnico di Milano dal Gruppo di Motori a Combustione Interna. L'analisi comparativa tra dati sperimentali e calcolati delle principali grandezze prestazionali di un motore a combustione interna porta alla validazione della modellazione realizzata. Per questa fase si è tenuto conto solo degli andamenti dei parametri motoristici lungo curva a pieno carico. Successivamente, per estendere l'analisi all'intera mappa motore, si sviluppa una utility in grado di generare le curve descrittive della frazione di massa bruciata in funzione dell'angolo di manovella, partendo dalla parametrizzazione di curve sperimentali note. L'attenzione si sposta di conseguenza sul processo di combustione: tali curve sono infatti necessarie per descrivere l'andamento del processo stesso nei diversi punti operativi in cui il motore può trovarsi ad operare. Queste curve vengono quindi validate, sempre con l'ausilio del software Gasdyn, attraverso la simulazione dei punti a cui esse sono associate.

1-D modelling of a turbocharged Diesel engine

2015/2016

Abstract

This work focuses on the implementation and complete development of a one-dimensional model of a four-cylinder Diesel engine, four-stroke, turbocharged and provided with exhaust gas recirculation system, installed on light commercial vehicles. This model is used to realize thermo-fluid dynamic simulations, through the code Gasdyn - a software developed at Politecnico di Milano from Internal Combustion Engines Group. The comparative analysis between experimental and calculated data relating to the main performance parameters of an internal combustion engine leads to the validation of the model done. For this stage, we have considered only of the trends of engine parameters along the full load curve. Subsequently, to extend the analysis to the entire engine map, it develops a utility capable of generating the descriptive curves of burned mass fraction in function of crank angle, starting from a parametrization of experimental known curves. Accordingly, the focus moves on the combustion process: these curves are, in fact, needed to describe the development of the process itself in the different operating points in which the engine may be operating. These curves are then validated, always with the aid of Gasdyn software, through the simulation of the points to which they are associated.
CERRI, TARCISIO
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
21-dic-2016
2015/2016
Il presente lavoro si focalizza sulla realizzazione e sullo sviluppo completo di un modello monodimensionale di un motore Diesel quattro cilindri, quattro tempi, sovralimentato e provvisto di sistema di ricircolo dei gas di scarico, installato su veicoli commerciali leggeri. Tale modello è utilizzato per realizzare simulazioni termo-fluidodinamiche, mediante il codice Gasdyn - software sviluppato internamente al Politecnico di Milano dal Gruppo di Motori a Combustione Interna. L'analisi comparativa tra dati sperimentali e calcolati delle principali grandezze prestazionali di un motore a combustione interna porta alla validazione della modellazione realizzata. Per questa fase si è tenuto conto solo degli andamenti dei parametri motoristici lungo curva a pieno carico. Successivamente, per estendere l'analisi all'intera mappa motore, si sviluppa una utility in grado di generare le curve descrittive della frazione di massa bruciata in funzione dell'angolo di manovella, partendo dalla parametrizzazione di curve sperimentali note. L'attenzione si sposta di conseguenza sul processo di combustione: tali curve sono infatti necessarie per descrivere l'andamento del processo stesso nei diversi punti operativi in cui il motore può trovarsi ad operare. Queste curve vengono quindi validate, sempre con l'ausilio del software Gasdyn, attraverso la simulazione dei punti a cui esse sono associate.
Tesi di laurea Magistrale
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